Vesmírná premiéra - snímek právě vznikající planety

Není to ani tak dávno, kdy lidstvo nevědělo, zda existují planety také u jiných hvězd. Dnes je umíme dokonce najít - a vyfotografovat. (délka blogu 3 min.)

Hvězda, u které vědci našli rodící se planetu, má nepříliš romantické jméno PDS 70. Na obloze se nachází na jižní obloze v souhvězdí Kentaura. Od našeho Slunce je vzdálená kolem 370 světelných roků. 

Jak se rodí exoplanety

Na dnes už legendárním snímku z července vidíte právě vznikající planetu jako bílou tečku, která se nachází vpravo od (zakrytého) kotoučku své mateřské hvězdy. Ve skutečnosti je tahle malá tečka od hvězdy vzdálená tři miliardy kilometrů, což odpovídá zhruba dvacetinásobné vzdálenosti Země a Slunce. Pro srovnání -  v naší vlastní soustavě se v podobné vzdálenosti nachází planeta Uran.

Nová planeta se nachází v disku z plynu a prachu, který je podobný tomu, z jakého kdysi vznikla také naše vlastní soustava. Centrum tohoto disku tvoří mladá hvězda. Na fotografii dotyčná hvězda ovšem vidět není - je zakrytá clonou. To je nezbytně nutné, jinak by svým světlem přesvítila daleko slabší signál svého okolí. To totiž samozřejmě samo nezáří. Světlo hvězdy jen odráží. Na snímku je také zřetelně vidět, že planeta “vyorala” v disku zřetelnou “brázdu”, ve které vychytala dostupný materiál.

Sněžná hranice

Není to náhoda, že obří planety vznikají v poměrně vzdálených částech planetárních soustav.

V protoplanetárním disku, obíhajícím čerstvě vzniklou hvězdu, totiž nejsou podmínky pro vznik planet všude stejné. V blízkosti hvězdy je relativně teplo. Čím je vzdálenost od centra soustavy vyšší, tím nižší teplota v dané oblasti panuje.

Ta část soustavy, která je teplejší, obsahuje převážně jen prach. Plynová složka protoplanetárního oblaku se odsud tlakem záření hvězdy přemisťuje do větší vzdálenosti od hvězdy. Chladná část budoucí planetární soustavy je tak naopak obohacena plynem. Obě části dělí, tzv. „sněhová čára“. Za touto pomyslnou hranicí je dostatečně chladno na to, aby tu molekuly plynu kondenzovaly a tvořily větší konglomeráty.

Má to vliv hlavně na nově vznikající planety. Ty, které vzniknou blízko sněžné hranice, mají k dispozici daleko více materiálu než ty, které vznikají blíže nebo dále od centrální hvězdy. Za sněžnou hranicí proto vznikají typicky největší plynné planety systému. Před touto hranicí postačí množství materiálu jen k tvorbě relativně malých, kamenných planet.

V našem Slunečním systému to byly Merkur, Venuše, Země a Mars. Za sněžnou čarou se zformovaly obři Jupiter, Saturn, Uran a Neptun.

Sněžná hranice vysvětluje také rozdíly mezi menšími zástupci pevných těles – asteroidy a kometami. Oba druhy těles vznikaly ve stejnou dobu stejným způsobem. Zatímco se asteroidy formovaly na teplejší straně sněžné hranice, takže obsahují relativně málo zamrzlého plynu, pocházejí komety z chladnější části systému. Nacházíme v nich velké množství kondenzovaných plynů.

Plynný obr PSD 70b

Nově vznikající planeta dostala jméno PSD 70b (planetární jméno se tradičně skládá z názvu centrální hvězdy a malého písmene, které označuje planety v tom pořadí, v jakém byly objeveny, jako první bývá přiděleno písmeno “b”, které následují ostatní písmena abecedy).

Je stará jen asi pět milionů roků, je tedy na vesmírné poměry planetárním dorostencem. Její vývoj ještě není ukončený, planeta bude i nadále nabírat hmotu ze svého okolí a zvyšovat tím svou velikost i hmotnost.

Vědci z institutu Maxe Plancka (MPIA) v Heidelbergu prověřili světlo, které odráží. Nebyli příliš překvapení, když zjistili, že se v případě této mladé planety jedná o plynného obra. Jeho hmotnost je odhadována na 2 - 17 hmotností planety Jupitera, největší planety naší vlastní soustavy. Průměr by mohla mít podle dnešních poznatků 1,4 - 3,7x větší.

Poměry, jaké na takové planetě panují, nejsou logicky moc příznivé pro existenci života. I když se zdá, že má hustou atmosféru, vypadá to, že ve vrchní atmosférické vrstvě panuje teplota kolem 1000 °C. To je daleko vyšší teplota, než jakou můžeme nalézt na kterékoliv planetě v naší vlastní soustavě.

SPHERE - fotografie cizích planet

Zrod této nové planety se podařilo zachytit hlavně díky přístroji s romantickým názvemSPHERE, připojenému k výkonnému teleskopu VLT. Ten využívá adaptivní optiku a koronograf. I přesto že světlo mateřské hvězdy bylo odstíněno clonou, musí vědci použít další rafinované triky, aby se jim podařilo z dostupných dat zrekonstruovat snímek vzdálené planety. Sledují signál na různých vlnových délkách a zpracovávají ho speciálním matematickým algoritmem.

Přístroj SPHERE sleduje hvězdu po dobu několika hodin. Planeta přitom kolem své mateřské hvězdy, která se nachází ve středu snímku, opisuje krátký výsek kružnice. Mění tak svou pozici. Počítač pak odfiltruje ty části snímku, které se nepohybují, takže zůstane jen obrázek pohybující se planety.

Astronomům se tak splnil dávný sen - nejen že jsou schopni nalézt planety, které krouží kolem cizích hvězd.

Teď mohou dokonce sledovat i jejich vývoj.